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5 罐底設計

5.1 罐底板尺寸

5.1.1 除腐蝕裕量外,罐底板的厚度不應小于表5.1.1的規定。

表5.1.1  罐底板厚度

5.1.2 除腐蝕裕量外,罐底環形邊緣板的厚度不應小于表5.1.2的規定。

表5.1.2  環形邊緣板厚度

各國規范關于罐底環形邊緣板的最小厚度規定見表10~表12。

表10  美國標準《焊接石油儲罐》API 650規定的環形邊緣板的最小厚度

注:1 當設計液位高度與儲液相對密度的乘積大于23m時,環形邊緣板的厚度應根據彈性分析來確定;

2 底圈罐壁板厚度為設計條件下的有效厚度和試水條件下的名義厚度。

表11  日本標準《鋼制焊接油罐結構》JISB8501規定的環形邊緣板的最小厚度

表12  原規范規定的環形邊緣板的最小厚度

歐洲標準《在室溫和高于室溫下液體儲存用現場建造的立式、圓柱形、平底、地上用焊接鋼罐的設計和制造規范》BS EN 14015規定,直徑大于12.5m油罐的環形邊緣板最小厚度應為下列兩者的較大值:

(1)≥3.0+1/3底圈罐壁板厚度(mm),不包括腐蝕裕量;

(2)≥6mm,不包括腐蝕裕量。

譬如,底圈罐壁板厚度為19mm,則罐底環形邊緣板厚度為10mm,不包括腐蝕裕量;底圈罐壁板厚度為25mm,則罐底環形邊緣板厚度為12mm,不包括腐蝕裕量;底圈罐壁板厚度為32mm,則罐底環形邊緣板厚度為14mm,不包括腐蝕裕量;底圈罐壁板厚度為45mm,則罐底環形邊緣板厚度為18mm,不包括腐蝕裕量。

隨著我國國家石油儲備庫的建設,目前10×104m3及以上容量的大型油罐已大量建成。與此同時,國內進行了大量的有限元應力計算分析,并進行了油罐大角焊縫應力測試。結果表明,適當增加邊緣板厚度可以減小底圈罐壁及邊緣板的不協調變形,減小邊緣板大角焊縫處的峰值應力。增加邊緣板厚度也能提高油罐的抗震能力。另外,根據這幾年的油罐大修檢測,該部位腐蝕較嚴重,增加厚度能提高油罐的壽命和安全性。故本次修訂根據底圈罐壁板標準屈服強度下限值的范圍,修訂了罐底環形邊緣板厚度,見表13。

表13  環形邊緣板最小名義厚度(mm)

5.1.3 環形邊緣板的尺寸在水平面內沿罐半徑方向測量,應符合下列規定:

1 罐壁內表面至邊緣板與中幅板之間的連接焊縫的最小徑向距離不應小于下式的計算值,且不應小于600mm;

式中:Lm———罐壁內表面至環形邊緣板與中幅板連接焊縫的最小徑向距離(mm);

tb———罐底環形邊緣板的名義厚度(不包括腐蝕裕量)(mm);

Hw——設計液位高度(m);

ρ——儲液相對密度。

2 底圈罐壁外表面沿徑向至邊緣板外緣的距離不應小于50mm,且不宜大于100mm。

3 需抗震設防的油罐和采用環梁基礎的油罐,環形邊緣板的徑向尺寸宜加大。

罐底環形邊緣板沿徑向的寬度,各國油罐規范規定不完全相同。

API 650規定按下式計算:

式中:tb——罐底環形邊緣板厚度(mm);

H——設計液位(m);

G——儲液相對密度。

并規定環形邊緣板的徑向寬度在罐壁內側至少為600mm,伸出罐壁外側至少為50mm。

JIS B 8501規定,罐壁內側的邊緣板寬度,不得小于按下式算出的Lm值,且Lm不得小于600mm。

式中:Lm——罐壁內側的邊緣板寬度(mm);

tb——邊緣板厚度(mm);

H——最高液位(m)。

BS EN 14015規定,罐壁內側的邊緣板寬度不得小于按下式算出的la值,且la不得小于500mm。

式中:ea——邊緣板厚度(mm);

H——設計液位(m)。

并規定邊緣板的徑向寬度伸出罐壁外側至少為50mm,但不得大于100mm。

可以看出,JIS B 8501、API 650與BS EN 14015的規定基本一致。

本規范采用API 650的計算公式和規定。同時根據BS EN 14015的規定,對底圈罐壁外表面至邊緣板外緣的徑向距離,原文為“不應小于50mm”,現修訂為“不應小于50mm,且不宜大于100mm”。

加寬邊緣板可使罐底板的整體性得到加強,增強罐底板抵抗不均勻沉降的能力,因此對抗震設防的油罐和采用環梁基礎的油罐宜適當加大環形邊緣板的徑向尺寸。

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